本质安全防爆技术与本质安全栅。
安全栅是一种安装在本安场所的本质安全型防爆仪表的关联设备。当本安防爆系统的本安仪表发生故障时，安全栅能将串入到故障仪表的能量限制在安全值以内，从而确保了现场人员、设备和生产的安全。安全栅总体上分为二大类，一类为齐纳式安全栅，一类为隔离式安全栅。
1 安全栅的基本限能原理和接纳限能电路。
1.1 基本电路。
1.2 安全栅限能原理。
齐纳二极管 zener用于限制电压。当回路电压接近安全限压值时，齐纳二极管导通放电，使齐纳二极管两端的电压始终保持在安全限压值以下。
电阻r用于限制电流。当电压被限制后，适当的电阻值即可将回路电流限制在安全限流值以下。
保险丝fuse的作用是防止因齐纳二极管被长时间流过的大电流烧坏而导致回路限压失败。当超过安全限压值的电压加在回路上时，齐纳二极管导通。如果没有保险丝，流经齐纳二极管的电流会无限制地上升，最终烧坏齐纳二极管，使回路失去限压功能。
为确保回路限压功能，保险丝必须选用高速熔断型，其熔断速度应比齐纳二极管可能被烧断的速度快十倍。
上面图中所示三重冗余的齐纳二极管的安全栅基本限能结构，能够确保安全栅在正常工作、一个故障和二个故障时均能将输出电能量可靠地限制在安全参数规定的范围内，从而满足ia级本安要求。
安全栅的基本限能原理和基本限能电路如下：
限流电路限压电路快速熔断器。
快速熔断器：防止因齐纳管被长时间流过的大电流烧断而导致回路限压失败。当超过安全限压值的电压加在回路上时，齐纳管导通，流经齐纳管的电流迅速增加，如果没有快速熔断器限制电流，最终将烧断齐纳管，使回路限压失去作用。
限压电路：当回路电压接近安全限压值时，齐纳管导通放电，使齐纳管两端的电压始终保持在安全限压值以下。
限流电路：由电路和晶体管组成。当电压被限制后，适当选择限流电阻，即可将回路电流限制在安全值以下。
隔离式安全栅在采用快速切断、限流、限压等措施基础上，还实现了电源、输入信号与输出信号的完全隔离。增强了系统的抗干扰能力，提高了系统正常运行的可靠性。
2 齐纳式安全栅。
齐纳二极管的理想特性是：当齐纳二极管两端的电压（回路电压）低于齐纳式安全栅安全限压值vo时，齐纳二极管截止，漏电流ileak为零；而当回路电压高于安全限压值时，齐纳二极管瞬间导通，漏电流瞬间跳升至足够大，使回路电压永不超过安全限压值。只要漏电流足够小，检测精度就会大大提高。
2.1 齐纳式安全栅的特点。
电路所用的元器件极少，故障率低，成本低，回路信号保真性好。
由于必须加限能电阻和智能变送器的采样电阻，往往会导致供电不足的缺陷。
必须可靠接地。
2.2 齐纳式安全栅的安装方式。
齐纳安全栅采用汇流条安装方式，汇流条必须保证可靠接地，一般接地母线为4-6个平方毫米。齐纳安全栅可密集安装，也可分散安装，但两个齐纳安全栅的安装孔间距d>=14.5mm.
注：本安接地。
3 隔离式安全栅及系统组成。
3.1 隔离式安全栅的突出优点
使用方便。隔离式安全栅在使用时不需要特别本安接地，系统可以在危险区或安全区认为合适的任何一方接地。
隔离式安全栅的输入/输出/电源间均隔离，使安全栅的工作对本安防爆系统来说更加可靠；
隔离式安全栅由于信号完全浮空，大大增强了信号的抗干扰能力，提高了自动控制系统的运行可靠性（对于dcs自动控制系统来说，这一点特别重要）；
增加了信号的处理功能，使适用面更广，一路进两路出；接近开关的输入等等。
3.2 系统组成。
从上面介绍的本质安全防爆原理可以知道，本质安全防爆不但需要现场设备设计为本质安全电路，而且需要限流限压的安全栅。它是一个系统的概念。本质安全系统（或本质安全栅）通常由下列部分组成：
1 控制室设备；②安全栅；③连接电缆；④本安现场设备。
其中：②、部分设备除需防爆参数认证外，还需使参数匹配的回路认证。
4 本质安全防爆技术的特点。
针对电火花和热效应是引起**性危险气体**的主要引爆源，本质安全技术通过限制电火花和热效应两个可能的引爆源来实现防爆。因此，它是最安全、最可靠的防爆技术。它实际上是一种低功率设计技术。
通常对于氢气（ⅱc）环境（最易爆环境），将电路功率限制在1.3w左右。这种本质安全技术能很好地适用于工业自动化仪表。
尤其是近年来，本质安全仪表在某些品种上已占主导地位，并且还在呈逐步上升的趋势。例如，由某国外著名仪表厂商对前几年压力变送器的销售情况进行的统计就可说明这一点：
安全栅销售情况比较表。
尤其是近年来，随着微电子、微处理器技术的迅速发展，工业自动化仪表已趋向于低功耗、电子化、小型化，更加容易实现本质安全。
本质安全防爆技术在工业自动化仪表上有如下显著的特点：
适用范围广：本安技术是唯一可以在0区危险场所使用的防爆技术。
操作方便：可以带电对现场仪表进行操作，与安全场所的操作一样。
造价低：不需要设计工艺复杂，体积庞大且又笨重的隔爆外壳，本安仪表具有体积小、结构简单、重量轻和造价低的特点。据资料介绍，制造一个本安型和隔爆型开关传输回路的费用之比为1：4。
安全可靠性高：本安仪表不会因紧固螺栓的丢失或外壳结合面腐蚀、划伤等人为因素而降低仪表的安全可靠性。
对于象热电偶等简单设备，不需要特别认证即可接入本安防爆系统。
由此可见，本安防爆技术是目前为止世界上最安全、最可靠、最理想的防爆技术已广泛应用于现代工业自动控制系统中。
5 本质安全型仪表和安全栅的防爆参数认证。
5.1本质安全型仪表和安全栅的防爆参数认证。
本质安全防爆是一个系统防爆的概念，由下面三部分组成：
安全场所的关联设备——安全栅；
危险场所的本安现场设备——本安仪表；
危险场所和安全场所的连接电缆——本安电缆。
目前，本安系统采用“系统认证”或“回路认证“的方式进行认证。该方式除了对本安仪表，安全栅，本安电缆分别认证外，还对本安设备和关联设备按特定组合进行认证。这种组合方式一经认证，其本安设备和关联设备就不能用未经检验机构按照这种组合方式认证过的其它型号规格的设备来替代。
本安仪表总体上分两大类：简单仪表和非简单仪表。简单仪表无须本安认证即可与已取得本安认证的安全栅配合使用构成本安防爆系统。
若非简单仪表，则必须得到本安防爆认证，并与同样得到本安防爆认证的安全栅配合构成本安防爆系统。
简单仪表与非简单仪表。
当现场仪表所产生贮存的电能量不超过1.2v，0.1ma，20uj和25mw时，该类仪表称为简单仪表。反之，则为非简单仪表。常见的简单仪表有：
温度信号输入：热电偶和热电阻；
开关信号输入：干接点，如压力开关，温度开关，行程开关，按钮等；
开关信号输出：led等；
5.2安全栅认证。
安全栅或本安仪表的认证包括两部分，一为防爆标志，二为具体的安全参数。
5.2.1本安仪表的主要安全参数。
ui 允许输入的最大故障电压；
ii 允许输入的最大故障电流；
pi 允许输入的最大功率；
ci 仪表的等效电容；
li 仪表的等效电感。
5.2.2安全栅的主要安全参数。
uo 可能输出的最大电压，即安全限压值；
io 可能输出的最大电流，即安全限流值；
po 可能输出的最大功率；
co 允许的最大回路电容；
lo 允许的最大回路电感。
5.2.3本安系统认证程序和原则。
安全栅认证；
本安仪表认证；
电缆认证；
安全栅、本安仪表、电缆的安全参数匹配，要满足：
a)电压、电流不等式；
b)电感、电容不等式。
5.3安全参数匹配条件不等式。
表中的cc和lc为电缆的分布电容和分布电感。）
从上述防爆参数认证的介绍可知，构成本安防爆系统，现设场备要尽量减少储能元件的使用；
尽可能选分布电容和分布电感小的连接电缆；
安全栅应在故障时也能可靠地保持安全。
6 安全栅安装调试注意事项。
本质安全与本质安全栅
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